The optimization of concretes modified with fbc fly ash

• Autorzy: Konkol J. , Prokopski G.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.014.007

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja składu betonów modyfikowanych popiołem fluidalnym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper presents the results of optimization of composition of the concretes modified with mechanically activated fluidized bed combustion (FBC) fly ash. The analysis was performed according to the results of investigations based on the central composite design of experiment. The amount of FBC fly ash used as an equivalent of cement varied from 2.1% to 14.9% of the mass of binder. Water/binder ratios in the mixes were in the range of 0.35 to 0.54. The optimization criteria were: maximal compressive strength after 28, 90 and 180 days of concrete curing, maximal fracture toughness (maximal value of critical stress intensity factor KlcS), maximal value of elastic modulus after 28 and 180 days of curing and minimal porosity of hardened concrete. It is shown that FBC fly ash has small influence on the optimization results whereas water/binder ratio influences the results significantly. The optimal solutions were obtained for w/b ratios below 0.37.

PL

W artykule przedstawiono wyniki optymalizacji składu betonów modyfikowanych aktywowanym mechanicznie popiołem z kotłów o spalaniu fluidalnym. Analizę przeprowadzono na podstawie wyników badań wykonanych według kompozycyjnego planu eksperymentu. Zawartość popiołu fluidalnego dodawanego jako częściowy zamiennik cementu, wynosiła od 2,1% do 14,9% masy spoiwa. Stosunek woda/spoiwo w mieszankach wynosił od 0,35 do 0,54. Kryteriami optymalizacji były: maksymalna wytrzymałość na ściskanie po 28, 90 i 180 dniach dojrzewania betonów, maksymalna odporność na pękanie (maksymalna wartość krytycznego współczynnika intensywności naprężeń KlcS), maksymalny moduł sprężystości podłużnej po 28 i 180 dniach dojrzewania oraz minimalna porowatość stwardniałego betonu. Wykazano nieznaczny wpływ popiołu fluidalnego na wyniki optymalizacji oraz znaczny wpływ stosunku woda/spoiwo na te wyniki. Rozwiązania optymalne uzyskano w przypadku stosunku w/b poniżej 0,37.

Słowa kluczowe

EN

age of concrete; concrete; fluidal ash; mechanical properties; optimization; stereology

PL

beton; optymalizacja; popiół fluidalny; stereologia; wiek betonu; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 13, no. 2
• Strony: 103--114
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Konkol J.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Inżynierii Materiałowej i Technologii Budownictwa

autor

Prokopski G.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Inżynierii Materiałowej i Technologii Budownictwa

Bibliografia

• [1] Brandt A.M. (red.): Metody optymalizacji materiałów kompozytowych o matrycach cementowych. Studia z Zakresu Inżynierii, 38, Warszawa, 1994
• [2] Konkol J., Prokopski G.: Optymalizacja wielokryterialna składu betonów zwykłych z uwzględnieniem parametrów wytrzymałościowych i strukturalnych. Przegląd Budowlany, 2, 2006, 23-28
• [3] Konkol J., Prokopski G.: The influence of the age of concretes with FBC fly ash or metakaolinite additives on their strenght properties. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 13, 1,2014, 49-67
• [4] Brandt A.M., Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Małolepszy J., Marks M., Śliwiński J., Kasperkiewicz J.: Zastosowanie popiołów lotnych z kotłów fluidalnych w betonach konstrukcyjnych, Studia z Zakresu Inżynierii, 72, 2010, 339-351
• [5] Glinicki M.A.: Zastosowanie aktywowanego popiołu lotnego z kotłów o spalaniu fluidalnym Flubet® jako dodatku do betonu. Targi Energetyki i Ochrony Środowiska, ECOENERGIA 2002, Gdańsk, http://www.lubanta.pl/data/17/Popiol%20lotny%20fl- uidalny%20do%20betonu%20M_A_Glinicki.pdf
• [6] Śliwiński J., Tracz T., Kańka S.: Właściwości mieszanki i betonu oraz sposób projektowania składu z popiołami fluidalnymi, [w]: Zastosowanie popiołów lotnych z kotłów fluidalnych w betonach konstrukcyjnych. Praca zbiorowa pod red. prof. A.M. Brandta, Studia z Zakresu Inżynierii, 72, Warszawa 2010
• [7] Konkol J., Prokopski G.: Właściwości wytrzymałościowe betonów bazaltowych z dodatkiem Flubetu. Przegląd Budowlany, 11, 2010, 25-29
• [8] Konkol J.: Metakaolinit i popiół fluidalny jako alternatywne w stosunku do pyłów krzemionkowych dodatki mineralne do betonu. Inżynieria i Budownictwo, 9, 2012, 503-507
• [9] Polański Z.: Planowanie doświadczeń w technice. PWN, Warszawa, 1984
• [10] Konkol J.: Wprowadzenie do praktycznego planowania eksperymentu. StatSoft Polska, Kraków 2007, 43 - 58 http://www.statsoft.pl/czytelnia/artykuly/Wprowadze- nie_do_praktycznego.pdf
• [11] Giergiczny Z., Małolepszy J., Szwabowski J., Śliwiński J.: Cementy z dodatkami mineralnymi w technologii betonów nowej generacji. Wydawnictwo Śląskie, Opole, 2002
• [12] http://www.eltur-wapore.pl
• [13] FLUBET - spoiwo drogowe na miarę XXI wieku. Magazyn Autostrady, 5, 2005, 62
• 14] Garbacik A., Skrzyczewski E.: Ocena popiołów z kotłów fluidalnych jako dodatku mineralnego do cementu. IX Międzynarodowa Konferencja „Popioły z energetyki", Ustroń 8-11 października, 2002, 233-250
• [15] Gawlicki M., Roszczynialski W.: Uboczne produkty spalania z kotłów fluidalnych jako składnik cementów portlandzkich. Cement Wapno Beton, VIII/LXX,5, 2003, 255-258
• [16] Glinicki M.A., Zieliński M.: Rozmieszczenie porów powietrznych w betonie z dodatkiem fluidalnego popiołu lotnego. Cement Wapno Beton, VII/LXXIV, 3, 2007, 133-138
• [17] Giergieczny Z., Pużak T.: Popiół fluidalny a właściwości mieszanki betonowej. Konferencja Dni Betonu „Tradycja i nowoczesność", Wisła, 13-15 października 2008, Stowarzyszenie Producentów Cementu, 2008, 971-980
• [18] Piotrowski Z., Uliasz-Bocheńczyk A.: Możliwości gospodarczego wykorzystania odpadów z kotłów fluidalnych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 12, 2008, 73-85
• [19] Konkol J., Prokopski G.: Morfologia przełomu oraz odporność na pękanie betonów modyfikowanych dodatkiem popiołu fluidalnego lub metakaolinitu. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Seria Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 58, 3/11/III, 2011,321 – 330
• [20] Determinatio n of fracture parameters (KS and CTODc) of plain concrete using three-point bend tests. RILEM Draft Recommendations, TC 89 - FMT Fracture Mechanics of Concrete Test Methods, Materials and Structures, 23, 1990
• [21] Prokopski G.: Mechanika pękania betonów cementowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów, 2009
• [22] PN-EN 480-11:2008. Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu. Metody badań. Oznaczanie charakterystyki porów powietrznych w stwardniałym betonie
• [23] Konkol J., Szyszka J.: Wybrane metodyoceny porowatości betonu. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Seria Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 252, 47, 2008,201-208